第2讲创新性思维=创新教育基础与实践=大连理工大学

一个成功者和一个失败者之间的差别，并不在于知识和经验，而在于思维方式！——美国哈佛大学校长陆登庭想像力比知识更重要，因为知识是有限的，而想像力概括着世界的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想像力是科学研究的实在因素。——爱因斯坦2第二章创新性思维及思维障碍3引言有位警察到森林打猎，他在野兽经常出没的地方隐蔽起来。忽然，一只鹿跑了出来，这位警察立即跳过灌木丛，朝天开一枪，并大喊“站住，我是警察！”如果给你看两张照片，一张照片上的人英俊、文雅；另一张照片上的人丑陋、粗俗。然后对你说，这两个人中有一个是全国通缉的罪犯，要你指出谁是罪犯，你大概不会犹豫吧!美国科普作家阿西莫夫曾经讲过一个关于自己的故事。阿西莫夫智商160左右，属于“天赋极高者”之列，他一直为此而洋洋得意。有一次，他遇到一位汽车修理工，是他的老熟人。修理工出一道思考题。4引言有一位既聋又哑的人，想买几根钉子，来到五金商店，对售货员做了这样一个手势：左手两个指头立在柜台上，右手所致拳头做出敲击状的样子。售货员见状，先给他拿来一把锤子；聋哑人摇摇头，指了指立着的那两根指头。于是售货员就明白了，聋哑人想买的是钉子。聋哑人买好钉子，刚走出商店，接着进来一位盲人。这位盲人想买一把剪刀，请问：盲人将会看样做？”阿西莫夫顺口答道：“盲人肯定会这样。”说着，伸出食指和中指，做出剪刀的形状。汽车修理工一听笑了：“哈哈，你答错了吧！盲人想买剪刀，只需要开口说”我买剪刀“就行了，他干吗要做手势呀？”汽车修理工人用教训的口吻说：“在考你之前，我就料定你肯定你要答错，因为，你所受的教育太多了，不可能很聪明。”“和尚爬山”——解决问题需要创造性让我们先来到某个“创造训练班”，看一个有趣的问题——“和尚爬山”：清晨，旭日东升，一个和尚开始爬山，走的是一条盘山羊肠小道。他以变化的速度爬山，并且不时地停下来休息或吃饭。日落西山，他上了山顶。山顶上有一座庙宇，他留在那里坐禅多日。然后，在太阳升起时，他沿着同一小道开始下山，再次以变化的速度行走，虽然下山的平均速度要比上山的平均速度稍快一些。请说明，小道士是否存在这样一个地点，恰好是他上下山时在同一时刻路过的。一般回答这个问题的人，往往断定这位和尚在上下山的日子中，同一时刻在同一地点是十分的不可能。因为无论是考虑平均速度和平均距离，还是用惯用的的逻辑方法，他们都无法得到答案。6“和尚爬山”——解决问题需要创造性然而，该班上一位年轻女士通过想像，跳跃到一个非常规的参考系把问题解决了。她不停地想，这样试试，那样试试，直到十分厌倦想放弃，但上山和尚的影像始终留在她的脑海；接着出现了一个情景，她看到另一个下山的和尚朝这个上山的和尚走来，并且两个和尚的影像叠加在了一起，刹那间她意识到：这两个人必定在同一时刻同一地点相遇——不管他们走的速度如何，也不管他们中的每一个停下的次数多少。这位女士的想像可以用一个简单的图形来表示，那个和尚上下山的位置可以按一天的时间画出曲线，那两条曲线显然要在某一点上交叉的(见图)。7“和尚爬山”——解决问题需要创造性[例]王永志的思维王永志是中国栽人航天工程总设计师，中国工程院院士，国际宇航科学院院士，俄罗斯宇航科学院外籍院士，博士生导师。年轻时曾以创造性思维解决了我国第一枚火箭发射的关键问题，受到科学家钱学森的赏识。那是1964年6月29日，王永志大学毕业后第一次走进戈壁滩，执行发射中国自行设计的第一种中近程火箭任务。试验发射时，火箭射程不够。专家们都在考虑，怎样再给火箭肚子里多添加点推进剂，可无奈火箭的燃料贮葙有限，再也喂不进去了。正当大家绞尽脑汁想办法时，一个高个子的年轻人站起来说：“火箭发射时推进剂温度高，密度就要变小，发动机的节流特性也要随之变化。经过计算，要是从火箭体内泄出600公斤燃料。这枚火箭就会命中目标。”大家的目光一下子聚集到年轻的新面孔上。提出此见解的是在座军衔最低的中尉王永志。在场的专家们几乎不敢相信自己的耳朵，但这的的确确出自中尉之口。有人不客气地说：“本来火箭射程就不够，你还要往外泄?”于是再也没有人理睬他的“不合理”建议了。王永志并不就此罢休，他想起了坐阵酒泉发射场的技术总指挥、大科学家钱学森。于是在临射前。他鼓起勇气走进了钱学森的住房。当时，钱学森还不太熟悉这个“小字辈”，可听完了王永志的意见，钱学森眼睛一亮，高兴地喊道：“马上把火箭的总设计师请来。”钱学森指着王永志对总设计师说：“这个年轻人的意见对，就按他的办!’果然火箭泄出一些推进剂后射程变远了，连打三发火箭发发命中目标。从解决问题的角度看，人的思维方式有再现性思维和创造性思维的区别。以上述火箭发射问题的求解为例，我们来理解这两种思维方式的特点。当火箭射程不够问题出现后，有人从分析射程不够的原因入手去寻找解决的办法。原因是什么?是燃料不足。于是他们想到增大燃料贮箱的设计方案，可惜此法在现场不可取。从思维方式看，这是再现性思维的体现。王永志面对问题的思维方式与别人不同，他从反面去思考，认为减少燃料能增大射程，这是出人意料的想法。然而，这看起来违背逻辑的想法居然解决了难题。从思维方式看，这是创造性思维的应用。10井盖为什么是圆的？“井盖是圆的，这样才美观”——这人是美学大师，或者是非常注重美观的。“圆的井盖利于搬运（搬的时候可以滚动搬运）。”——这人爱劳动，可能是个实践好手。“圆的井盖在装卸的时候不至于失手掉下去。”——找到了最有说服力的答案。“圆的受力最均匀，所以最坚固，圆形省成本。——”这人力学学的好，是学物理的。11第一节创造性思维概念及特征人们平时常说的“想一想”、“考虑一下”、“思考再三”、“沉思良久”、“思索一番”、“深思熟虑”、“设想”、“反省”、“抽象概括”、“判断推理”、“眉头一皱、计上心来”等都是指人们的思维活动。如果将“思维”两字分开来看，其“思”字可从字面上解释为上面所说的“想”或“思考”，其“维”字可从字面上解释为“序”或“方向”。从字面上来解释“思维”就是：思维是有一定顺序的想，或是沿着一定方向的思考。12第一节创造性思维概念及特征正如一位英国学者指出：思维一词有许多定义，但是没有一个定义能使所有的人满意。从心理学界一般认可的对“思维”的概括理解来解释思维。所谓思维是人脑对客观事物的间接的和概括的反映。所谓间接反映．就是通过其事物的媒介来认识客观事物，即借助已有的知识经验间接地去理解和把握那些没有直接感知过的或根本不能感知到的事物。所谓概括的反映，就是依据对事物规律性的认识,把同一类事物的共同特征和本质特征抽引出来，加以概括，得出结论。所谓思维是指人脑利用已有的知识，对记忆的信息进行分析、计算、比较、判断、推理、决策的动态活动过程。它是获取知识及运用知识求解问题的根本途径。13第一节创造性思维概念及特征在自然界优胜劣汰的竞争中，人类之所以能够成为这个世界的主宰，就是因为人有着任何其他动物都无法比拟的思维能力，人靠着思维所显示的无限智慧而不断探索利用自然和征服其他动物而繁衍生存下来，并主宰着这个世界。思维是人类区别于其他动物的最根本的特征。恩格斯称赞思维是“地球上最美丽的花朵”。14第一节创造性思维概念及特征美国《未来学家》杂志登载论文：像天才那样思考。文章列举了八种天才的思维方法：①天才们以多角度考虑问题；②天才使自己的思想形象化；③天才善于创造；④天才进行独创性的组合；⑤天才设法在事物之间建立联系；⑥天才从相对立的角度思考问题；⑦天才对变化有所准备；⑧天才善于比喻。巴尔扎克说：思维——这是打开一切宝库的钥匙。15拿破仑·希尔，成功学的创始人拿破仑·希尔去拜见一个专门以出售服装职业的教授，结果被教授的秘书挡驾。希尔感到很奇怪：“像我这样有名望的人来见他．也要被拒之门外吗?”秘书回答；“很抱歉!即使美国总统现在来，也要等两个小时。”希尔虽然很忙，但出于好奇便决定在接待室里等候。两个小时后教授出来了,希尔急切地问：“阁下为什么要让我等这么久?”教授微笑着告诉希尔；他有一个特制的房间，里面漆黑一片，空空荡荡，只有一张躺椅，他每天都要躺在椅子上默想两个小时。经过这种冥思苦想，很多别具匠心的创意都会从脑海中涌出。这是他创新思维能力最强的两个小时，所以，这时谁也不见。拿破仑希尔听着教授的讲述，内心灵感闪动，豁然开朗——学会思考才是一个人成功的要诀。此后，他写下了名扬四海的著作一一《思考致富》。16思维分类方法按思维方向分类扩散思维集中思维逆向思维正向思维转向思维侧向思维17思维分类方法按思维的过程和结果分类常规思维创造性思维按思维状态分类动态思维超前思维合并思维分离思维18思维分类方法按思维方式分类形式逻辑思维辨证逻辑思维联想思维想象思维灵感思维直觉思维形象思维逻辑思维19什么是创新性思维从狭义的理解看，所谓创造性思维也可具体地指在思维角度、思维过程的某个或某些方面富有独创性，并由此而产生创造性成果的思维。也就是说，在整个思维中的更具体的方面，如他人意想不到的某个思维角度，在整个思维过程中的某一小阶段，其思维具有独特性、新颖性，而且主要是因为其独创性、新颖性而产生了创造性成果的思维。从广义上看，所谓创造性思维是创造者利用已掌握的知识和经验，从某些事物中寻找新关系、新答案，创造新成果的高级的、综合的、复杂的思维活动。第一层涵义是创造性思维的基础是创造者已掌握的知识和经验；第二层涵义是创造性思维的结果是创新，即需要从某些事物中寻找新关系、新答案、创造出新成果；第三层涵义是创造性思维是一种高级的、综合的、复杂的思维活动。何谓创造性思维?目前学术界对此尚无统一论定。各方专家已从不同的角度，不同的理解对其有很多的提法和阐释。20什么是创新性思维美国心理学家科勒期涅克认为，创新思维就是发明或发现一种新方式，用以处理某些事情或表达某种事物的思维过程。对于创新思维的理解，首先它是能够产生创造性后果或成果的思维；其次，它是在思维方法、思维形式、思维过程的某些方面富有独创性的思维。所以说，创新思维就是思维本身和思维结果均具有创造特点的思维。创新思维并非是少数发明家、天才人物才具有的素质，而是任何一个正常人都具备的一种思维方式。一位诺贝尔奖获得者说过，科学史上的每一项重大突破，总是由某些杰出的科学家完成最关键或最后一步的，他们之所以能超过前人和同时代人，作出划时代的贡献，并不在于他们比别人的知识更渊博，重要的在于他们富于科学革命精神和高度的创造性思维。21什么是创新性思维思维是人类区别于其他动物的最根本的特征，恩格斯称其是“地球上最美丽的花朵”。而创造性思维则是人类所特有的最高级、最复杂的精神活动，是“地球上最美丽的花朵”中的奇葩，千百年来，人类凭借创造性思维不断地认识世界和利用世界，创造出了数不胜数的物质文明和精神文明成果。22[案例]自动摘收番茄问题的解决农业机械化20世初在发达国家就已经实现。然而，能自动摘收番茄的机器始终是可望而不可及。主要是因为番茄的皮太柔嫩，任何机械都可能抓得过紧而将番茄夹碎。那么，怎样才能实现自动摘收番茄呢?解决这个问题有两种不同的思维方式。第一种方式是致力于研究控制机器的抓力，使其既能抓住番茄又不会将番茄夹碎。但是始终未能成功。第二种方式则是采用了一种从问题的源头解决的办法。即研究如何才能培育出韧性十足、能够承受机器夹摘力的番茄，沿此思路人们成功研制出一种“硬皮番茄”。23[案例]自动摘收番茄问题的解决24[案例]圆珠笔漏油问题的解决圆珠笔是一种使用很方便的书写工具。它是1938年匈牙利人拉奥丁·拜罗发明的，拜罗圆珠笔专利采用的是活塞式笔芯。由于有油墨经常外漏的缺点，曾风行一时的“拜罗笔”在20世纪40年代几乎被消费者所抛弃。第一种方式是从分析圆珠笔漏油的原因入手去寻找解决的办法。采用增加圆珠的耐磨性来解决，如用耐磨性能好的宝石和不锈钢材料制造圆珠。此方式的结果并不令人满意。第二种方式是从控制油量方面寻找解决的办法。1950年．日本发明家中田藤三郎发现，圆珠笔一般写到2万个字就漏油，于是产生奇妙的构想，即控制圆珠笔的油量，使之写到15000字左右刚好写完